Релятивістські джети чорних дір нагрівають газ навколо галактик

21 жовтня 2026 р. 18:47

21 жовтня 2026 р. 18:47

Надмасивні чорні діри в центрах галактик здатні розривати зорі та викидати струмені плазми майже зі швидкістю світла. Попри те, що ці об’єкти зосереджені в області розміром із зоряну систему, нове дослідження, описане на сайті Universe Today , показує: їхній вплив простягається далеко в навкологалактичний простір і може стримувати народження нових зірок.

Галактики, у яких мешкають ці чорні діри, мають розміри понад 100 тисяч світлових років і масу більше ніж 100 мільярдів Сонць. Тож ключове питання астрономії — як настільки локалізовані «двигуни» здатні керувати еволюцією всієї галактики.

Що таке навкологалактичне середовище

Зазвичай дослідження зосереджуються на центральних областях галактик, де містяться чорна діра, більшість зір і щільні хмари газу та пилу. Однак нова робота зміщує увагу на зовнішні регіони — так зване навкологалактичне середовище (circumgalactic medium, CGM).

CGM — це велика оболонка газу навколо галактики. З часом цей газ має охолоджуватися й повільно падати всередину, стаючи сировиною для формування нових зірок. Проте огляди показують, що значна частина цього газу так і залишається на околицях. Виникає запитання: що заважає йому осідати в галактику?

Автори роботи вказують на головного підозрюваного — надмасивну чорну діру в центрі. Відомо, що її потужні джети викидають матерію до зовнішніх меж галактики, але переважно вздовж полярної осі. Довгий час вважалося, що решта навкологалактичного газу майже не відчуває цього впливу.

Як джети нагрівають далекий газ

Щоб перевірити це, команда проаналізувала області випромінювання H-альфа навколо сотень галактик з активними джетами. Лінія H-альфа виникає, коли іонізований водень випромінює світло, тож її наявність означає, що газ достатньо теплий для іонізації.

Використовуючи дані огляду Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) та радіоогляду LOFAR Two-meter Sky Survey (LoTSS), дослідники очікувано виявили яскраві H-альфа області поблизу самих джетів. Але, на додачу до цього, вони побачили, що випромінювання від джетів іонізує й віддаленіші ділянки навкологалактичного газу.

Це означає, що джети нагрівають CGM значно сильніше, ніж передбачалося раніше, і не лише в дуже вузькому конусі вздовж осі струменя.

Щоб оцінити загальний стан газу, команда також дослідила лінію поглинання магнію. Вона вказала на нижчу середню температуру в навкологалактичному середовищі, якщо не враховувати вплив джетів. Отже, локальне нагрівання пов’язане саме з активністю чорнодіркових струменів.

Менше холодного газу — менше нових зірок

Отримана картина нагадує «перемішування»: активні джети передають тепло навколишньому газу, «розбурхуючи» навкологалактичне середовище. Унаслідок цього частина газу залишається гарячою й не може ефективно охолоджуватися та падати вглиб галактики.

Чим менше холодного газу досягає диска галактики, тим менше матеріалу залишається для утворення нових зірок. Дослідники наголошують, що на зореутворення впливають й інші чинники, але їхня робота демонструє, як відносно тонкі, на перший погляд, взаємодії можуть мати відчутні наслідки для еволюції галактик.

Надмасивні чорні діри здатні знищувати зорі, які підійшли надто близько, але, як показує це дослідження, вони також можуть запобігти народженню багатьох далеких зірок, змінюючи термічний стан газу на околицях галактики.

Наука